220kv變電站畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 強度高，適用于濕熱帶地區。 電流互感器選擇結果如下表 : 電壓等級 220 kV 110 kV 10 kV 電流互感器型號 LCWB220 LCWB110 LMZJ10 電壓互感器參數的選擇 參數 選擇 電壓互感器應按下表所列技術條件選擇： 項目 參數 技術條件 正常工作條件 一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確度等級 承受過電壓能力 絕緣水平、泄露比距 環境條件 環境溫度、相對濕度、海拔高度、最大風速、污穢 型式選擇 ① 6～ 20KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構 。在高壓開關柜中或布置地位狹窄的地方 ,可采用樹脂澆注絕緣結構。 ② 35～ 110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。 ③ 220KV及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。 電壓互感器選 擇結果： 型 號 額定電壓（ KV） 二次負荷（ VA ） 最大容量（ VA ） 初級 繞組 次級 繞組 剩余電壓繞組 0． 5 級 1 級 3級 TYD220/ 3 200/ 3 300 600 JCC2110 110/ 3 JDZX610 10/ 3 220KV等級選擇 TYD220 系列電容式電壓互感器，該系列互感器有電容分壓器、電磁裝置及阻尼器組成，戶外型產品，適用于交流 50HZ、中性點接地系統，作電壓、電能測量及繼電保護用，并兼作電力線載波耦合電容器用。 110KV 等級選擇 JCC 系列電壓互感器，它分為單相、三繞組、串級絕緣、戶外安 18 裝互感器，適用于交流 50HZ 電力系統，作電壓、電腦測量和繼電保護。它可用于中性點直接接地系統，也可用于中性點不直接接地系統，并可在 110%額定電壓下長期運行 。 19 第 5 章 主變壓器的繼電保護 設置保護的目的 : 雖然供電系統中有可能遭受短路電流破壞的一次設備都進行了短路動、熱穩定度的校驗，但這只能保證它們在短時間（ 1—— 3S）內能承受住短路電流的破壞。時間一長，就會無一例外地遭受破壞。而在一個供電系統中，要想完全杜絕電路事故是不可能的。因此設置一定數量的保護裝置是完全必要的，以便在短路事故發生后一 次設備尚未破壞的數秒內，切除短路電流，使故障點脫離電源，從而保護短路回路內的一次設備，同時迅速恢復系統其他正常部分的工作。 對保護裝置的要求 : 動作要可靠，動作速度要快，應能有選擇地動作，應有足夠的靈敏度。 變壓器的繼電保護 對于變電站的變壓器，通常應裝設過電流保護。當過電流保護的動作時間大于 —— 時，應加裝電流速斷保護。對于容量在 400MVA 以上的變壓器，還應裝設瓦斯保護。 定時限過電流保護 該保護裝置的動作時間是恒定的，與通過該保護裝置的電路電流的大小無關。該保護裝置的動作電流按下式整 定。 m wrelop IKK KKI ? 式中， relK 為可靠系數，對 DL型電流繼電器，取 ； wK 為接線系數，取 1； reK 為返回系數， DL 型電流繼電器，取 ； iK 為電流互感器的電流比； 為被保護線路在正常情況下的最大負荷電流，按下式計算： =（ ~3） I1NT 式中 , I1NT 為被保護變壓器的一次額定電流 . 該保護裝置的靈敏度應按被保護線路末端在系統最小運行方式下的兩相短路電流來校驗： ??.IK IKS opi m ?? 已知 Ki(220)=750/5=150, Ki(110)=1000/5=200, Ki(10)=6000/5=1200 (220)=, (110)=, (10)=1732 20 校驗 : 220KV級： opI (220)=(*1)/(*150)*= 整定為 5A pS (220)=(1*1670)/(150*5)= 校驗合格 110KV級： opI (110)=(*1)/(*200)*= 整定為 7A pS (110)=(1*3330)/(200*7)= 校驗合格 10KV級： opI (10)=(*1)/*1200)*1732= 整定為 13A pS (10)=(1*23910)/1200*13)= 校驗合格 電流速斷保護 變壓器的電流速斷保護的速斷電流按下式整定： m wrelqb IKKKI ? 式中u KII ? uK 為變壓器的電壓比。 電流速斷保護的靈敏度按下式校驗： qbIkwp IK IKS 2? ? 瓦斯保護： 瓦斯保護裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。變壓器內部發生輕微故障時，繼電器觸點閉合，發出瞬時“輕瓦斯動作”信號。變壓器內部發生嚴重故障時，油箱內產生大量氣體，強烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點閉合，發出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器各側斷路器。變壓器嚴重漏油使油面降低時，繼電器動作，同樣發出“輕瓦斯動作”信號。 21 第 6 章 變電站綜合自動化 綜合自動化概述及其特點 現代變電站綜合自動化是二次設備完全用計算機實現對一次設備的安全運行監視與記錄、安全操作監視、系統故障記錄、故障分析、繼電保護等多方面自動化的綜合。其結構可以是一個功能一套設備，也可以是一體的或多機一體分層分布的。從某種角度上可以說，變電站的綜合自動化由計算機繼電保護和監控系統兩大部分組成。 變電站綜合自動化最明顯的特征有以下四個方面： (1)功能綜合化 .變電站綜合自動化技術是從建立在計算機硬件技術、數據通信技術、模塊化軟件技術的基礎上發展起來的。它綜 合了變電站內除交直流以外的全部二次設備。計算機保護代替了電磁式保護，監控裝置綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、變送器、遠動裝置、有載調壓無功補償、中央信號系統和光字牌；計算機保護和監控系統一起還綜合了故障錄波和故障測距、小信號接地等裝置。 (2)結構電腦化。分布式、多 CPU 綜合自動化系統內各主要插件全是計算機化的，采用分布式結構，網絡總線連接。計算機保護、數據采集、監視控制等環節的 CPU 群構成了一個有機整體，以實現各種功能。一個系統往往有幾個甚至幾十個電腦同時并行運行。 (3)操作監視屏幕化。不管有人值班還是無 人值班，操作人員不是在變電站內就是在遠方調度室或操作中心內面對屏幕顯示器進行變電站的全方位監視與操作。常規方式下的指針儀表讀數被屏幕數據所代替；常規龐大的模擬屏被 CRT 屏幕上的實時接線畫面所取代；常規在操作屏上進行的跳合閘操作被計算機鍵盤或鼠標操作所取代；常規光字牌報警被 CRT 屏幕畫面閃光和文字提示所取代。簡而言之，面對計算機的彩色可以窺視若大變電站內的瞬變萬化。 (4)運行管理智能化。變電站綜合自動化另一個特征是運行管理智能化。智能化不僅表現在常規的自動化功能上，如自動報警、自動報報表、電壓無功自動調節、 小信號接地自動選線、事故判別與處理等方面，還表現在能夠在線自診斷并不斷將自診斷的結果送向遠方的主控端。這是區別常規二次系統的重要特征。簡言之，常規二次系統只能檢測一次設備，而對自己本身的故障診斷困難，必須更多的靠維護人員去檢查發現；綜合自動化系統不僅檢測一次設備還時刻檢查自己是否有故障，這就充分體現了其智能化。 變電站綜合自動化的結構形式 22 歸納起來，變電站綜合自動化系統的結構模式有集中式、分布分散式和分布式結構集中式組屏三種類型。 集中式的一般采用功能較強的計算機擴展其 I/O 及外圍接口，集中采集 信息、集中處理與計算，有的甚至將保護功能也做在一起，如下圖所示。這種方式提出得較早，主要受條件限制，當時計算機技術、網絡通信技術還沒有發展，這種方式可靠性差，功能也有限，很難推廣應用。 打印機 調度所 /控制操作中心 入 出 控制回路 變電站集中式綜合自動化系統結構圖 隨著計算機特別是單片機技術、網絡技術特別是位總線技術的問世，用于變電站所控制的分布式結構裝置與系統相繼出現，一般按回路進行設計。將數據采集、控制單元和計 算機保護單元就地裝在開關柜內或其他一次設備附近就地安裝，相互之間有網絡電纜或光纜連接起來，構成一個分布分散式的綜合自動化系統，如下圖所示。這種系統最大的優點就是節省電纜，并避免了電纜傳送信息的電磁干擾，其次是最大限度地壓縮了二次設備的占地面積。這種模式在高壓變電站應用可能更為適合。 另一種形式是分布式結構集中式組屏，這種方式在中低壓變電站用得最多。這種系統具有分布式結構全部的優點，系統便于擴充、便于維護，一個環節故障不影響其他部件的正常運行。考慮到中低壓變電站的一次設備都比較集中，有不少是組合式設備，分布 面不廣，所用信號電纜不長，因而采取集中組屏方式，比分散式就地安裝多不了多少電纜，優點在于集中組屏后便于設計、安裝與維護管理。 人機聯系 I/O 接口 主計算機 23 打印機或 調度所 /控制操作中心 其它接口 光纜或電纜 TV/TA 操作 TV/TA 操作 TV/TA 保護 TV/TA 保護 狀態信號 回路 狀態信號 回路 狀態信號 出口 狀態 出口 油溫 分布分散式綜合自動化系統結構 變電站綜合自動化系統的主要功能 變電站綜合自動化主要包括安全監控、計算機保護、開關操作，電壓無功控制、遠動、低頻減載以及自診斷等功能。 監控系統功能 監控系統功能包括數據采集、安全監視、事件順序記錄、電能計算、控制操作、與計算機保護裝置通信等。 (1)數據采集與顯示。采集變電站電力運行實時數據和設備運行狀態并通過當地或遠方的顯示器將運行工況以數據和畫面兩種方式反映給運行人員。其中，工頻模擬量采用計算機交流采樣，狀態觸點方式接入監控系統。 (2)安全監視 。對采集的模擬量、狀態量及保護信息進行自動監視。當有被測量越限、保護動作、非正常狀態變化、設備異常時，能及時在當地或遠方發出音響或語音報警、推出報警畫面、顯示異常區域，為運行人員提供處理故障所需的全部信息，事故信息還可存貯和打印記錄，供事后分析故障原因用。 人機聯系 主控機 (或雙機 ) 線路開關柜 保護與控制 單 元 饋線開關柜 保護與監控 單 元 變壓器保護 單 元 單元 電容器保護 24 (3)事件順序記錄。變電站發生故障時，對異常狀態變化的時間順序進行自動記錄、存貯、遠傳。時間順序記錄分析率一般小于 5ms,高壓變電站可提高到小于 1ms. (4)電能計算。系統可實現對采集的電能量分時統計，旁路代送時可自動實現電量的累加。 (5)控制操作。系統可實現對斷路器、隔離開關的開、合控制和變壓器分接頭的調整控制，具有防誤操作措施，為防止系統故障時無法操作被控設備，在設計上應保留人工直接跳合閘手段。 (6)與保護裝置通信、交換數據。向保護裝置發出對時、召喚數據命令，傳送新的保護定值；保護裝置向監控系統報告保護動作參數（動作時間、動作性質、動作值、動作名稱等），響應召喚命令回報當前保護定值以及修改定值的返校信息等。 計算機保護功能 (1)變壓器保護。利用二次諧波制動的電流差動保護、過電流保護、重瓦斯保護等。 (2)進線線路保護。一般按用戶要求配置。 (3)饋電線路保護。一般有電流速斷保護、定 /反時限過電流保護、三相自動重合閘功能。 (4)母線保護。 (5)電容器保護。包括過壓保護和欠壓保護、過電流保護、電流差動保護。 (6)用戶提出的其他合理的保護配置。 電壓和無功綜合控制 以保證電壓合格和優化無功補償為控制目標，實現對有災調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器組的綜合調節和控制，既可提高供電質量，又具有節能的功效，同時具有自動統計電壓合格率的功能。 遠動功能 綜合自動化系統具有很強的遠動功能，不僅具有實現常 規的遙測、遙信遙控遙調、事件記錄遠傳功能，而且還具有保護定值遠方監視與修改、故障錄波與測距的遠方傳輸功能。一般綜合自動化具有多個遠方接口功能，必要時還可服從主站端的通信規約進行非常規的數據通信。 系統在線自診斷功能 系統的在線自診斷功能，能自診斷到各設備的插件級。 25 第 7 章 變電站監控系統 變電站監控系統 系統的構成